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Difference of shapes and properties and microscopic frameworks between wild and cultivated Radix Saposhnikovia

中药防风栽培品与野生品药材性状显微组织差异比较研究



全 文 :中药防风栽培品与野生品药材性状显微组织
差异比较研究
冯学锋1,付桂芳1,格小光1,杨京玉1,薛辉2
(1.中国中医科学院 中药研究所,北京 100700;
2.北京中医药大学 中药学院,北京 100029)
[摘要] 目的:中药防风栽培品与野生品药材性状显微组织差异比较。方法:药材性状比对,根横切面、粉末显微特征测
量和比对。结果:药材性状方面:防风野生品根呈长圆锥形或长圆柱形,少分枝;根头部有明显密集的环纹;断面有多数棕色
油点;气味特异。防风栽培品根常有分枝;根头部横环纹较少,断面棕色油点较少;气微。显微组织方面:防风野生品根横切面
韧皮部有多数类圆形油管,10~22环列;木质部导管呈放射状排列,但年轮状不明显。防风栽培品根横切面韧皮部油管10~
11轮;木质部导管可见大小相间呈年轮状。结论:防风栽培品与野生品在药材性状和显微组织上存在一定差异,外观性状的
差异和根横切面韧皮部油管环数的多少,可以作为两者的鉴别特征;1~4年的栽培防风可以根据木质部导管的年轮判别生长
年限。
[关键词] 防风;栽培品;野生品;药材性状;显微特征;差异
[收稿日期] 20090305
[基金项目] 国家科技部公益基金项目(2005DIA1J172)
[通信作者] 冯学锋,Tel:(010)640144112983,Email:hfj@mx.
cei.gov.cn
  中药防风为伞形科植物防风Saposhnikoviadiva
ricata(Turcz.)Schischk.的根,具有解表祛风,胜
湿,止痉等功效,主产黑龙江、内蒙古、辽宁、吉林、
河北、山西等省区。在我国华北、东北地区产的防
风又称北防风、关防风,以黑龙江杜尔伯特(泰康)
为中心的草原地区所产的“小蒿子防风”品质优
良。防风传统上以应用野生品为主,随着多年的采
挖,野生资源减少,逐渐难以满足市场需求,近年
来市场中的防风野生品逐年减少,价格攀升,防风
野生品的价格几乎是栽培品的 1倍,在收购的野
生防风药材中常混入栽培品。另一方面,防风的
栽培技术较为成熟,市场上防风栽培品逐渐增多,
有替代野生品的趋势。
根据作者调查,目前防风栽培主要在黑龙江西
部草原周边地区,内蒙古赤峰地区,河北承德地区也
有栽培。防风以种子繁殖,大田方式栽培,一般3~
4年(最多5年)收获。由于栽培的环境不同,栽培
防风根外形改变较多。以往有关防风栽培品和野生
品质量比较研究,认为两者存在差异[12];药材性状
和显微特征也存在一定差异[35]。本实验在对防风
药材资源和市场调查的基础上,采集和购买了大量
防风药材商品和实验样品,对防风野生品与栽培品
的药材性状、显微组织方面差异进行比较研究,试图
为防风野生品与栽培品的鉴别、制定防风栽培品的
药材标准提供科学的依据。
1 材料
实验样品采自6省区,其中购买药材样品7份
(野生4份,栽培3份),实地采集样品18份(野生8
份,栽培10份),栽培样品还注意收集了不同生长
年限样品,用于实验对照。所有样品经冯学锋副研
究员鉴定均为伞形科植物防风 S.divaricata的根,
凭证标本存中国中医科学院中药研究所标本馆
(CMMI)。见表1,2。
2 方法
2.1 样品采集
首先对实地采集样品(不同生长年限和野生)
进行外观形状和显微镜观察,寻找鉴别特征和差异
点,再观察大量市场药材样品,分析考察各性状显微
特征的稳定性。通过观察和测量防风药材的大小、
颜色、形状等性状特征,对其栽培品与野生品性状特
征进行比对。采挖样品观察5~10个植株,商品药
材样品观察数量不少于10个体。通过光学显微镜
观察根横切片,粉末制片,对防风栽培品与野生品显
微组织进行测量、比对。
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表1 市场购买野生防风药材样品(三至四年生)
产地 采收时间
内蒙古赤峰牛营子镇 20060913
内蒙古多伦     200610
黑龙江泰康     20060909
黑龙江明水     20060915
黑龙江泰来     20060908
黑龙江明水     20060915
河北承德      20060908
表2 实地采集栽培防风药材样品
产地 采收时间 生长年限
黑龙江林甸隆山草原 20060918 三至四年生
黑龙江明水西碱沟草原 20060915 一至四年生
黑龙江泰康县4km 20060909 三年生
内蒙古多伦 20060705 三年生
北京延庆 20060926 -
河北承德职业学校南山 20060906 二至三年生
河北承德大石庙镇鸡冠山 20060907 二年生
河北承德市宽城县蒋杖子 20060910 三年生
黑龙江泰康县尖子山林场 20060909 三至四年生
黑龙江泰来三棵树 20060908 一至四年生
黑龙江安达老虎岗新民村三队 20060920 三年生
黑龙江林甸隆山乡 20060918 三年生
黑龙江明水通达镇果园 20060915 -
 黑龙江青风县新村乡四八大队
三村
20060914 二至三年生
黑龙江庆安柳河农场 20060912 二年生
吉林农业大学生产基地(长春) 20060922 三年生
辽宁省义县郭家屯乡郭帽屯村 20060927 二年生
 内蒙古赤峰市牛营子镇牛营子
村宋营子屯
20060913 三年生
2.2 根横切片制备
选取样品距茎基下2~3cm以下的根部,软化
后,采用常规石蜡切片法或徒手切片法制片。
2.3 样品粉末制片制备
将样品粉碎,过80目筛,粉末用冰醋酸甘油
水(1∶1∶1)封片。
2.4 显微特征测量
分别取防风野生品和栽培品不同产地样品,做
根横切片和粉末制片,测量、比对油管、导管和石细
胞长度、直径等参数,每产地样品每特征测量20组
数据,计算最大值和最小值。
光学显微镜型号 OLYMPUSBHT,显微数码摄
影仪型号 AnymicroDSSYT5M,AnymicroDSS图像
分析系统。
3 结果
3.1 药材性状特征
3.1.1 野生防风性状特征 长圆锥形或长圆柱形,
下部渐细,有的略弯曲,长15~30cm,直径05~2
cm。表面灰棕色至棕褐色,粗糙,有纵皱纹、多数有
横长皮孔及点状突起的细根痕。根头部有明显密集
的横环纹,有的环纹上残存棕褐色毛状叶基。体轻,
质松,易折断,断面不平坦,皮部浅棕色,见多数棕色
油点,有裂隙,木部浅黄色。气特异,味微甘。
3.1.2 栽培防风性状特征 长圆柱形,常有分枝,
长15~30cm,直径02~1cm。表面棕黄色至浅棕
褐色,有纵皱纹、多数横长皮孔及点状突起的细根
痕。根头部横环纹较少,有的残存棕褐色毛状叶基。
体轻,质松,易折断,断面不平坦,皮部浅黄棕色,棕
色油点较少,有裂隙,木部浅黄色。气微,味微甘。
3.2 根横切面
3.2.1 野生防风药材根横切面 木栓层为5~30层
细胞,类长方形,壁微木化。皮层窄,3~6层细胞,有
较大的椭圆形油管,长径8~30μm;油管周围细胞6~
12个。韧皮部较宽,有多数类圆形油管,10~22环列,
直径4~9μm,周围分泌细胞4~10个,管内可见金黄
色分泌物;韧皮射线2~3列细胞,多弯曲,外侧常成裂
隙。形成层明显。木质部导管甚多,呈放射状排列;导
管直径3~13μm,大小相间,年轮状不明显。抽苔防风
(母防风)根木质部外侧木薄壁细胞木化,与导管共同
形成木化组织环带。有的产地样品薄壁细胞含淀粉
粒,淀粉粒类圆形或长圆形,直径2~4μm。见图1。
野生防风茎基以下2~3cm部位为根茎,横切
面可见髓,薄壁组织内分布有2~3轮油管,有的可
见石细胞。
3.2.2 栽培防风药材及不同生长年限防风根横切
面 一年生防风根横切面:木栓层为 3~5层细胞。
皮层窄,2~3层细胞,有1环列椭圆形油管,长径
9~13μm。韧皮部较宽,油管2~3环列,类圆形,
直径3~11μm;周围分泌细胞5~7个,管内可见
金黄色分泌物。形成层可见。木质部导管放射状排
列,导管直径3~11μm。木部/皮部约为1/3,薄壁
细胞含淀粉粒。见图2。
二年生防风根横切面:木栓层为 6~9层细胞。
皮层窄,2~3层细胞,有1环列椭圆形油管,长径
10~28μm。韧皮部较宽,类圆形油管7~8环列,直
径4~11μm;周围分泌细胞5~10个,管内可见金
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A.野生防风(黑龙江泰康);B.野生抽苔防风(内蒙古多伦);
1.木栓层;2.油管;3.韧皮部;4.形成层;5.木质部;6.木薄壁细胞。
图1 防风根横切面
黄色分泌物。形成层明显。木质部导管放射状排
列,导管直径5~15μm,大小相间排列,呈年轮状。
木部/皮部约为1/2,薄壁细胞含淀粉粒。见图2。
三年生防风根横切面:木栓层为8~10层细胞。
皮层窄,3~5层细胞,有1环列椭圆形油管,较大,
长径18~33μm。韧皮部较宽,油管8~9环列,类
圆形,直径4~13μm;周围分泌细胞6~10个,管内
可见金黄色分泌物。射线多弯曲,外侧常成裂隙。
形成层明显。木质部导管放射状排列,可见大小相
间排列,呈年轮状,导管直径5~15μm;木射线2~3
列细胞,外侧常成裂隙。木部/皮部约为1,薄壁细
胞含淀粉粒。见图2。
四年生防风根横切面:木栓层为8~12层细胞。
皮层窄,5~9层细胞,有较大的椭圆形油管1列,长
径20~30μm。韧皮部较宽,有类圆形油管10~11
轮,由内至外渐大,油管直径3~10μm;周围分泌细
胞4~8个,管内可见金黄色分泌物;射线多弯曲,外
侧常成裂隙。形成层明显。木质部导管直径4~19
μm,呈放射状排列,可见大小相间年轮状;木射线
2~3列细胞,外侧常成裂隙。有的产地样品薄壁细
胞含淀粉粒,淀粉粒类圆形或长圆形,直径 1~5
μm。见图2。
栽培防风茎基以下1~2cm部位为根茎,有髓,
薄壁组织内分布有2~3轮油管,有的可见石细胞。
3.3 粉末显微特征
3.3.1 野生防风粉末主要显微特征 粉末淡棕色
或黄棕色。油管直径17~60μm,充满金黄色分泌
物。叶基维管束常伴有纤维束。网纹导管直径14~
85μm。木栓细胞多角形,淡棕色。石细胞少见,黄绿
色,长圆形或类长方形,长径45~123μm,短径35~
58μm。见图3。
3.3.2 栽培防风粉末显微特征 粉末棕黄色。油
管直径18~58μm,充满金黄色分泌物。叶基维管
束常伴有纤维束。网纹导管直径18~88μm。木栓
细胞多角形,淡棕色。石细胞极少见,黄绿色,长圆
形或类长方形,长径33~50μm,短径14~33μm。
见图3。
3.4 防风野生品与栽培品药材性状显微组织比较
根据上述实验,比对中药防风野生品与栽培品
药材性状显微组织方面差异,结果见表3。
4 结论与讨论
防风野生品与栽培品药材性状和显微组织上存
在一定差异,差异表现为①药材外观性状:防风野生
品根长圆锥形或长圆柱形,少分枝;表面颜色较深,
呈灰棕色至棕褐色,粗糙;根头部有明显密集的环
纹;断面不平坦,皮部浅棕色,见多数棕色油点;气特
异。防风栽培品根常有分枝;表面颜色较浅,呈棕黄
色至浅棕褐色;根头部横环纹较少,断面皮部浅黄棕
色,棕色油点较少;气微。②显微组织方面:防风野
生品根横切面韧皮部有多数类圆形油管,10~22环
列;木质部导管甚多,呈放射状排列,但年轮状不明
显。防风栽培品根横切面韧皮部油管10~11轮;木
质部导管呈大小相间呈年轮状。有文献[1]认为防
风栽培8年以上与野生防风近似,但目前防风一般
栽培3~4年,作者实验时用的防风栽培药材即为四
年生。
对不同生长年限防风栽培品根横切面进行韧皮
部油管观察,发现油管环数随生长年龄增加。一年
生韧皮部油管2~3环列,二年生7~8环列,三年生
油管8~9环列,四年生油管10~11轮。防风四年
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A.一年生;B.二年生(黑龙江柳河);C.三年生;D.四年生;1.木栓层;2.油管;3.韧皮部;4.形成层;5.木质部。
图2 不同年限栽培防风(黑龙江泰来)根横切面
A.野生品;B.栽培品;1.油管;2.叶基纤维;3.导管;4.木栓细胞;5.石细胞。
图3 防风粉末显微特征
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表3 防风野生品与栽培品药材性状显微组织比较
类型 特征 野生品 栽培品
药材性状 形态 长圆锥形或长圆柱形,下部渐细,少分枝 长圆柱形,常有分枝
  表面 灰棕色至棕褐色,粗糙,根头部有明显密集的环纹 棕黄色至浅棕褐色,有纵皱纹、根头部横环纹较少
  断面 皮部浅棕色,有多数棕色油点 皮部浅黄棕色,棕色油点较少
显微组织 韧皮部油管 10~22轮 10~11轮
  导管 导管甚多,直径3~13μm,呈放射状排列,年轮状不明显 导管直径4~19μm,呈放射状排列,呈大小相间年轮状
生栽培品与野生品油管的环数还有一定差距。此结
果与性状观察防风栽培品油点较少,气味较弱特征
相吻合。
根据实验结果,栽培防风根横切面可见导管直
径呈大小相间排列,呈年轮状,因此,观察栽培防风
根横切面的导管,可以判断防风的生长年限,并区分
栽培品与野生品。
不同产地防风在性状和显微组织方面也存在差
异,如内蒙古多伦县的防风多采挖开花植株,因此药
材多为抽苔防风(母防风),根有木芯,质坚硬,根横
切面木质部外侧木薄壁细胞木化,形成木化组织环
带。黑龙江泰康等地多为未抽苔防风(公防风),根
没有木芯,质松软。根据产地调查,栽培防风一般2
年以后就会有一部分植株出现抽苔开花。
[致谢] 黑龙江中医药大学王振月教授、王丹同学协
助采集实验样品。
[参考文献]
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中医药,1989(2):25.
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[4] 高智,刘鸣远.野生和栽培防风根系的比较形态解剖学研究
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[5] 楼之岑,秦波.常用中药材品种整理和质量研究[M].北京:北
京医科大学 中国协和医科大学联合出版社,1995:448.
Diferenceofshapesandpropertiesandmicroscopicframeworksbetween
wildandcultivatedRadixSaposhnikovia
FENGXuefeng,FUGuifang,GEXiaoguang,YANGJingyu,XUEHui
(InstituteofChineseMateriaMedica,ChinaAcademyofChineseMedicalSciences,Beijing100700,China)
[Abstract] Objective:Tofindthediferenceoftheshapesandpropertiesandthemicroscopicframeworksbetweenwildand
cultivatedRadixSaposhnikovia.Method:Theshapesandproperties,thecharactersoftransversesection,thepowderanddisintegra
tedtissueofrootsofmedicalmaterialswerecomparedbymicroscopicmeasuring.Result:WildRadixSaposhnikoviahadalongconical
orcylindricalroot,andfewerrootbranches.Itshowedacloseannulusgrainontoproot,corticalsectionofrootinlightbrowncolour,
manybrownoilspotsandpossessedtypicalodor,WhilecultivatedRadixSaposhnikoviahadmanyrootbranches,andshowedlessan
nulusgrainontoproot,corticalsectionofrootinlightyelowbrowncolour,lessbrownoilspotsandpossessedlightodor.Thedifer
enceofmicroscopichistologicalstructurewasthatwildRadixSaposhnikoviahadphloemtransversesectionofrootwithmanyrotundity
oiltubeliningup1022rings,xylemvesselwithradiaterank,andindistinctannualring.WhilecultivatedRadixSaposhnikoviahad
phloemtransversesectionofrootwithoiltubeliningup1011ringsandxylemvesselwithdistinctannualring.Conclusion:Thereex
istsseveraldiferencesbetweenwildandcultivatedRadixSaposhnikoviainshapesandpropertiesanddiferencesofmicroscopicframe
works.Themaincharacteristicsarethediferencesofshapesandnumbersofoiltubeofphloemtransversesectionofroot.Thecultivat
edRadixSaposhnikoviaof14yearscanberecognizedbyannualringsofxylemvessel.
[Keywords] Saposhnikoviadivaricata;wildRadixSaposhnikovia;cultivatedRadixSaposhnikovia;shapesandproperties;mi
croscopic;diference
[责任编辑 吕冬梅]
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